[發(fā)明專利]盾構隧道開挖后應力分布獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410280385.1
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104021254B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 袁鴻;詹輝艇;楊雄飛;韓軍
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.盾構隧道開挖后應力分布獲取方法，其特征在于，步驟如下：

S1：根據(jù)所要開挖的隧道的相關參數(shù)，采用有限元軟件建立盾構隧道和周圍土體二維的有限元模型；

S2：獲取步驟S1中所建立的有限元模型中隧道周圍以及隧道圍巖周圍各位置結點的應力值以及應力分布情況；

S3：運用彈性力學的理論將隧道結構方面的力學問題轉換成平面應變的問題，然后獲取有限元模型垂直方向的應力分量和水平方向的應力分量，引進側壓力系數(shù)將水平方向的應力進行平均處理，根據(jù)垂直方向的應力分量以及平均處理后水平方向的應力分量獲取開挖后隧道周圍以及隧道圍巖周圍的不同位置結點處的應力理論值；

S4：將步驟S3中得到的開挖后隧道周圍以及隧道圍巖周圍的位置結點處應力理論值與步驟S2有限元模型中得到的隧道周圍以及隧道圍巖周圍的相應位置結點處的應力值進行比較；根據(jù)對比結果確定步驟S3中計算得到的開挖后隧道周圍以及隧道圍巖周圍的應力理論值的正確性；從而根據(jù)應力理論值獲取盾構隧道開挖后應力分布情況。

2.根據(jù)權利要求1所述的盾構隧道開挖后應力分布獲取方法，其特征在于，所述步驟S4中，當步驟S3中得到的開挖后隧道周圍以及隧道圍巖周圍的位置結點處應力理論值與有限元模型中得到的隧道周圍以及隧道圍巖周圍的相應位置結點處的應力值相比，若82％以上的結點處的相對誤差在11％以內(nèi)，18％以下的結點處的相對誤差在20％以內(nèi)，則確定步驟S3中計算得到的開挖后隧道周圍以及隧道圍巖周圍的應力理論值為正確。

3.根據(jù)權利要求1所述的盾構隧道開挖后應力分布獲取方法，其特征在于，所述步驟S1中有限元軟件采用二維8節(jié)點的plane183結構實體單元創(chuàng)建盾構隧道和周圍土體二維維的有限元模型。

4.根據(jù)權利要求1所述的盾構隧道開挖后應力分布獲取方法，其特征在于，所述步驟S1中有限元軟件為ANSYS軟件。

5.根據(jù)權利要求1所述的盾構隧道開挖后應力分布獲取方法，其特征在于，所述步驟S3中水平方向的應力進行平均處理的過程如下：

根據(jù)垂直方向的應力分量σ_z以及側壓力系數(shù)K₀獲取水平方向的最小應力σ_x1：

σ_x1＝K₀σ_Z；

其中側壓力系數(shù)K₀根據(jù)土性質進行選擇，根據(jù)σ_x1獲取水平方向的最大應力σ_x2：

σ_x＝σ_x1+K₁z；

其中K₁為線性比例系數(shù)，根據(jù)土性質以及地下水深度進行選擇，z為σ_x2在z軸方向的坐標值，即土體深度上的坐標；

則水平方向的應力平均處理后的值σ_x為：

σx=12(σx1+σx2).]]>